大型双水内冷调相机转子绕组匝间短路故障诊断方法研究

针对影响大型双水内冷调相机无功支撑能力的转子绕组匝间短路问题,结合大型双水内冷调相机的结构和运行特点,分析了调相机发生转子绕组匝间短路故障后的励磁磁势特征,指出了故障会引起调相机偶数次谐波磁场增强的特点,提出了基于穿心螺杆和支持筋的转子绕组匝间短路协同诊断及定位方法,该方法无需外加线圈,诊断准确度高。以一台300 Mvar双水内冷调相机为对象,搭建其有限元场路耦合模型,仿真发现转子绕组匝间短路后,在穿心螺杆与支持筋产生的感应电动势中均出现了偶次谐波,且随故障程度增强,验证了诊断方法故障识别和故障定位的有效性,为大型双水内冷调相机的安全稳定运行提供了保障。     

HVDC换相失败对转子绕组匝间短路调相机的影响分析

针对HVDC换相失败对带转子匝间短路故障调相机运行特性的影响进行研究,以一台TTS-300-2型双水内冷调相机为研究对象,构建了含同步调相机的高压直流输电的场-路-网耦合模型.联合仿真得到高压直流输电逆变器换相失败后转子绕组匝间短路调相机的气隙磁场,采用麦克斯韦应力张量法计算出调相机转子受到的不平衡磁拉力,分析了其在匝间短路状态下发生换相失败时转子受力特点及变化趋势.结果表明,换相失败使调相机气隙磁场增大,转子所受磁拉力幅值明显增大,并且匝间短路程度越大,其影响程度越大.换相失败对带病运行调相机影响分析研究对解释故障机组异常振动、诊断轻微转子绕组匝间短路故障有一定的参考价值.     

高压直流输电换相失败对带静偏心故障调相机的影响

为了研究高压直流输电逆变器换相失败对带静偏心故障调相机的影响,首先以一台TTS-300-2型双水内冷调相机为研究对象,基于Simulink+Maxwell/Simplorer构建了含同步调相机的高压直流输电的场-路-网耦合模型,联合仿真得到不同静偏心率下调相机的气隙磁场.其次,分析了换相失败对不同静偏心率下调相机气隙磁通密度的影响,并采用麦克斯韦应力张量法计算发生换相失败前后转子受到的不平衡磁拉力.最后,采用非线性Newmark隐式积分法计算换相失败对不同静偏心率下调相机转子振动的影响.结果表明,换相失败使带静偏心故障调相机气隙磁场增大,转子所受磁拉力与振动幅值明显增大,并且其影响程度随调相机静偏心率的增大而增大.换相失败对带静偏心故障调相机的影响分析对解释机组异常振动、诊断静偏心故障有一定的参考价值.     

基于MSK-CNN和多源机电信息融合的同步发电机故障诊断方法

同步发电机结构复杂且运行环境多变，传统的故障诊断方法依赖于专家的先验知识，易受噪声干扰，难以准确识别且耗时耗力。本文提出一种基于多尺度核卷积神经网络(MSK-CNN)和多源机电信息融合的同步发电机故障诊断方法，直接从原始信号中自动学习有效的故障特征，同时在单个框架中对故障类型进行分类，为同步发电机提供端到端的故障诊断系统，无需额外的信号处理和专家经验。首先通过多尺度核算法在不同尺度上并行获取互补且丰富的诊断信息，提高特征学习能力。然后采用多源机电信息融合，选取相电压、转子振动、定子振动信号分别作为输入进行特征融合。最后以一台SDF-9型1对极同步发电机为实验对象进行实验验证，故障诊断准确率为99.64%,与传统故障诊断方法进行对比，显示了该方法的优越性。     

核电四极汽轮发电机转子典型故障温度场分析

为了解决高速旋转的转子容易产生多类故障问题,本文对发电机转子典型故障的温度场进行分析,评估故障影响和机组带病运行能力。采用有限元方法建立了TA-1100-78型四极汽轮发电机的三维传热模型,计算并分析了转子不同程度、不同位置励磁绕组匝间短路以及转子风路堵塞时的转子三维温度场。结果表明:转子匝间短路和风路堵塞均会引起转子温度场分布的不平衡。匝间短路程度越高,转子温度场不平衡度越大,温升越大;匝间短路位置越靠近转子大齿,转子温度场畸变程度越高。风孔堵塞对转子温度场影响与堵塞位置有关,单排风孔堵塞引起堵塞点附近区域温升明显,双排风孔堵塞对整体温度场影响不大。转子典型故障三维温度场分析为发电机的设计、运行和维护提供了理论参考。     

基于多源信息融合的同步发电机转子绕组匝间短路故障识别

转子绕组匝间短路是同步发电机中一种较为常见的故障,随着故障的发展会对发电机的安全运行造成威胁。针对该故障在早期时不易检测的情况,将多源信息融合理论应用到同步发电机的转子绕组匝间短路故障识别中。根据同步发电机特点及传感器情况,分析并选择合适的短路故障特征量作为证据体。将发电机中的多组故障特征证据体依据证据理论进行融合,得到高置信度的故障判定结论。同时进行同步发电机故障实验,与单特征量作对比验证了多源信息融合在发电机转子绕组匝间故障识别中的有效性。实验结果表明,该方法减少了单一传感器不确定性的影响,提高了故障识别准确性。     

基于V型曲线偏移的大型调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法

随着特高压直流输电的快速发展,具有动态无功补偿能力的大型调相机开始大规模投入。为保障其安全运行,针对大型同步电机中时有发生的定子绕组匝间短路故障,本文通过理论分析得出故障后电枢电流与励磁电流的变化情况,提出了一种基于V型曲线偏移的故障诊断方法。同时以300MVar大型双水内冷调相机为研究对象,利用Ansoft进行有限元仿真,仿真结果发现故障相故障支路V型曲线会随故障程度的增大而上移,故障相非故障支路V型曲线会随故障程度的增大而下移,故障相整体呈现上移趋势,非故障相由于三相不对称V型曲线也将产生偏移,从而验证了该方法的正确性。     

基于定子双检测线圈的核电半速汽轮发电机励磁绕组短路故障诊断

针对大型汽轮发电机励磁绕组匝间短路故障发生后,未及时发现引起故障扩大,汽轮发电机的计划外停机将造成较大经济损失的问题,分析了汽轮发电机励磁绕组匝间短路故障的磁场特征,结合两对极汽轮发电机定子铁心的结构特点,提出在相距1个极距的2个定子铁心齿顶部各安装一个检测线圈,提取线圈感应电压的频域和时域特征,通过故障在检测线圈内产生的感应电压分数次谐波来诊断励磁绕组匝间短路故障。通过一台1 150 MW核电半速汽轮发电机完成了仿真验证,证明了定子双检测线圈法能够实现故障的在线诊断且不受发电机运行状态的影响,并且能够实现故障的准确定位。     

"电机学"课程思政要素与实施路径

电气工程专业基础课"电机学"有效进行课程思政是一难点问题,本文首先明确"电机学"课程思政的价值目标,然后给出教师、学生、课程内容与其关系,最后探索其实现途径:通过发挥教师的主动性,深入挖掘课程内容的德育元素;进行"以学生为中心"教学改革、构建学生自主要求进步的氛围;利用智慧教学平台,教学全过程渗透思政元素,从而使得"电机学"课程思政有效可持续地进行下去.